[发明专利]木塑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物加工技术领域，具体涉及一种木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料是以塑料和木质纤维为原料，是理想的木材替代品，是替代出口木质包装产品的理想新材料。预测近年我国木材的需要量为1亿吨，而供给量仅为6400万吨，缺口很大，作为替代产品，木塑复合材料及其制品具有广泛的销售市场。木塑复合材料制作原理是将经加工处理过的塑料与经过粉碎的木质粉(如：植物的纤维秸杆、果壳粉、锯末、刨花、稻壳粉等)、稳定剂、偶联剂、润滑剂、着色剂等在一起熔融混炼制成粒状或片状，然后经单螺杆或双螺杆挤出机挤出冷却成型为具有使用价值的制品。

众所周知，木纤维表面有大量的极性基团，在木塑复合材料制备过程中亲水性木纤维与憎水性聚合物之间存着比较大的界面能差，两者界面很难充分融合，且木纤维表面存在着大量的羟基基团易形成氢键导致聚集，从而使木纤维在聚合物中不能分散均匀，而这些木纤维的团聚体在外力的作用下易导致应力集中，使得制品的物理力学性能大幅度下降，影响到其的广泛应用。

经检索，查到了国内外有关的公开发明专利：一项为“木塑组合物”(申请号为901026395)，其塑料限于再生塑料，其原料中植物纤维颗粒与塑料原料的处理及采用的设备工艺是常规的混合和压制，因此其产品未能实际应用。另一项为“木粉填充PVC制品’(申请号为001299352)，其中木粉含量小于40％。还有一项专沉“木质塑料”(申请号94113968.9)，是利用模压或注塑法生产，另一项“一种改性木塑复合材料其用途及其制造方法”(申请号02104432.5)公开了木粉含量超过50％的木塑，但均没能很好解决木粉和塑料间相界面结合强度低的问题。总之，产业上一直期待力学性能好，外观和加工性能更接近于木材的木塑产品的出现。

发明内容

本发明的目的提供一种木塑复合材料及其制备方法，以解决木粉和塑料间相界面结合强度低的问题。

本发明公开了一种木塑复合材料，由下列重量比的原料制备而成：

木纤维：         30-60％；

废旧塑料：       30-60％；

硬脂酸：           1-4％；

工业白油：         1-4％；

偶联剂：           1-3％；

润滑剂：           4-6％。

所述的木纤维可是木屑、竹屑、农作物桔秆粉、稻麦壳粉、豆类、玉米淀粉、棉花果壳、坚果硬壳或椰壳中之一或它们任何组合。

所述的工业白油的型号可为7#、10#、15#、18#或24#，其中优选10#。

所述的偶联剂选自马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝PP或苯乙烯和丙烯酸甲酯混合物(重量比1：2)。

所述的润滑剂选自硬酯酸锌、硬酯酸铅、硬酯酸钙或高分子蜡中之一或它们的任一组合。

此外，本发明所述木塑复合材料还可以含有其它各种添加剂，如增塑剂、抗氧剂、光/热稳定剂、光氧化剂、防雾剂、阻燃剂、抗静电剂、颜料、发泡剂中的一种或几种。所述增塑剂可以是各种能够增加复合材料塑性的物质，如环氧大豆油、山梨糖醇、甘油、季戊四醇中的一种或几种。所述抗氧剂可以选自四(3-(3′，5’—二叔丁基—4’—羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、硫代二丙酸二硬脂酸酯(简称抗氧剂DSTP)、亚磷酸酯类、复合抗氧剂PKY、双酚A中的一种或几种。光/热稳定剂可以选自UV-系列光/热稳定剂、炭黑、有机锡类光/热稳定剂、亚磷酸三壬基苯酯(TNPP)、环氧人豆油中的一种或几种。其中，UV-系列光/热稳定剂可以是α—羟基—4—正辛氧基二苯甲酮(简称UV-531)。所述有机锡类光/热稳定剂可以选自二月桂酸二丁基锡、二硫代乙醇异辛酯二甲酯基亚乙基锡、酯基锡RWS-784、双(硫代甘醇酸异辛酯)二正辛基锡(简称京锡8831)、二马来酸二丁基锡、硫代甘醇异辛酯二丁基锡中的一种或几种。所述颜料可以是二氧化亚铁、氧化铁红、孔雀绿、钻蓝中的一种或几种。所述发泡剂可以选自化学发泡剂、物理发泡剂，所述化学发泡剂可以是偶氮二甲酚胺、偶氮二异丁睛中的一种或儿种，所述物理发泡剂可以是小苏打、二氧化碳中的一种或几种。上述各种添加剂的种类和用量的选择己为本领域技术人员所公知，例如，以木塑复合材料组合物的总量为基准，上述其它添加剂的含量优选为0-20重量％。

另一方面，本发明还公开了所述木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：

a)旧塑料分检加工；